磁场对通电导线的作用_章节学习

1

题型：填空题

|

填空题

在B=0.8T的匀强磁场中放一根与磁场方向垂直、长度是0.5m的通电直导线，导线沿磁场力方向移动了20cm．若导线中电流为10A，那么磁场力对通电导线所做的功是______．

正确答案

0.8J

解析

解：导线和磁场垂直，根据安培力的公式可得，

F=BIL=0.8×10×0.5=4N，

导线沿磁场力方向移动了20cm，

所以对导线做的功为W=FL=4×0.2=0.8J，

故答案为：0.8J．

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的通电直导体棒，棒内电流大小为I，方向垂直纸面向外．以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系．

（1）若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场，使导体棒在斜面上保持静止，求磁场的磁感应强度多大？

（2）若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止，该磁场的磁感应强度多大．

正确答案

解析

解：（1）B垂直斜面向上时，导体受力图（右1）

F=ILB

F=mgsinθ

可得；B==

（2）B竖直向上时，导体受力图（右2）

F=ILB

mg=Ncosθ

F=Nsinθ

可得：B==

答：（1）若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场，使导体棒在斜面上保持静止，则磁场的磁感应强度；

（2）若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止，该磁场的磁感应强度．

1

题型：单选题

|

单选题

（2015秋•承德校级期中）如图所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是（　　）

A只改变电流方向，并适当减小电流

B不改变磁场和电流方向，适当减小磁感强度

C不改变电流和磁场方向，适当增大电流

D同时改变磁场和电流方向，并适当减小磁感强度

正确答案

C

解析

解：A、只改变电流方向，金属棒所受安培力方向向下，悬线张力一定不为零．故A错误；

B、不改变磁场和电流方向，金属棒所受的安培力方向仍向上，适当减小磁感强度，安培力减小，悬线张力增加，B错误；

C、不改变电流和磁场方向，适当增大电流，可增大安培力，能使悬线张力为零．故C正确；

D、改变磁场方向，金属棒所受安培力方向向下，悬线张力一定不为零．故D错误；

故选：C．

1

题型：单选题

|

单选题

通电直导线放在匀强磁场中，磁感应强度B的方向如图所示．“⊗”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向里，“⊙”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向外．图中标出了导线所受安培力F的方向，其中正确的是（　　）

A

B

C

D

正确答案

B

解析

解：A、A选项电流方向垂直纸面向里，磁场水平向左，根据左手定则，安培力方向竖直向上．故A错误，B正确．

C、C选项电流方向垂直纸面向外，磁场水平向左，根据左手定则，安培力方向竖直向下．故C、D错误．

故选B．

1

题型：单选题

|

单选题

如图所示，要使线框abcd在受到磁场力作用后，ab边向纸外，cd边向纸里转动，可行的方法是（　　）

A加方向垂直纸面向外的磁场，通方向为a→b→c→d→a的电流

B加方向平行纸面向上的磁场，通方向为a→b→c→d→a电流

C加方向平行纸面向下的磁场，通方向为a→b→c→d→a的电流

D加方向垂直纸面向内的磁场，通方向为a→d→c→b→a的电流

正确答案

B

解析

解：A、当加方向垂直纸面向外的磁场，通方向为a→b→c→d→a的电流时，根据左手定则可知：各边所受安培力均指向中心处，则线框无法转动，故A错误；

B、当加方向平行纸面向上的磁场，通以方向为a→b→c→d→a的电流时，根据左手定则可知：ab边受到的安培力垂直纸面向外，cd边受到的安培力垂直纸面向里，而另两边由于平行于磁感线，所以不受到安培力．故B正确；

C、当加方向平行于纸面向下的磁场，通以方向为a→b→c→d→a的电流时，根据左手定则可知：ab边受到的安培力垂直纸面向内，cd边受到的安培力垂直纸面向外，而另两边由于平行于磁感线，所以不受到安培力．故C错误；

D、当加方向垂直纸面向内的磁场，通方向为a→d→c→b→a的电流时，根据左手定则可知：各边所受安培力均背离中心处，则线框无法转动，故D错误；

故选：B．

1

题型：简答题

|

简答题

如图示，光滑的平行金属导轨AB、CD，相距为d，电阻忽略不计，两端分别连接电阻R和电源、电键．电路平面倾角a，位于匀强磁场中，磁场方向垂直于电路平面向下．金属棒EF质量为m、电阻为R，垂直于AB置于导轨上．闭合电键时，EF恰好静止在导轨上．已知电源电动势为E，内阻为．求：

（1）磁感强度B；

（2）若导轨足够长，打开电键后，EF的最后速度是多大？

正确答案

解析

解：（1）EF静止状态，受重力、安培力和支持力，根据平衡条件，有：

BId=mgsina

解得：

I=

联立求得：

B=

（2）打开电键后，EF向下滑动，最终平衡时速度v达到最大；

根据平衡条件，有：

FA=mgsina

FA=BI′d

解得：

I′=

联立解得：

v=

答：（1）磁感强度B为；

（2）若导轨足够长，打开电键后，EF的最后速度为．

1

题型：单选题

|

单选题

关于通电直导线在磁场中受到的作用力，下列说法中正确的是（　　）

A放在匀强磁场中的通电导线，一定受到磁场的作用力

B磁场对通电导线的作用力方向一定跟电流方向平行

C磁场对通电导线的作用力方向一定既垂直于电流方向又垂直于磁场方向

D磁感应强度方向、电流方向、安培力方向两两互相垂直

正确答案

C

解析

解：A、放在匀强磁场中的通电导线，如果电流与磁场平行，则一定不受磁场的作用力，故A错误；

B、C、D、当电流与磁场不平行时，根据左手定则，磁场对通电导线的作用力方向一定既垂直于电流方向又垂直于磁场方向，故B错误，C正确，D错误；

故选：C．

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒ab，通以方向向里的电流，电流强度为I，重力加速度为g，

（1）若加竖直向上的匀强磁场，使导体棒静止在斜面上，求所加磁场的磁感应强度B的大小；

（2）若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求所加磁场的磁感应强度B的最小值和所对应方向．

正确答案

解析

解：（1）根据共点力平衡得，mgtanθ=BIL

B=

故所加磁场的磁感应强度B的大小为．

（2）根据三角形定则知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小

mgsinθ=BIL 解得，B=

B垂直于斜面向上．

故B的最小值为，方向垂直于斜面向上．

1

题型：简答题

|

简答题

如图所示，电源电动势E=2V，内电阻r=0.5Ω，竖直平面内的导轨电阻可忽略，金属棒的质量m=0.1Kg，电阻R=0.5Ω，它与导轨的动摩擦因数µ=0.4，有效长度为L=0.2m．为了使金属棒能够靠在导轨外面静止不动，我们施加一与纸面成30°向里且与金属棒垂直的磁场，问磁场方向是斜向上还是斜向下？磁感应强度B的范围是多大？（重力加速度g=10m/s2）

正确答案

解析

解：以静止的金属棒为研究对象，画出其侧视图，受力如图．

要使金属棒静止，通电金属棒所受安培力一定要有向左的分量，由左手定则判定磁场方向应斜向下，

根据平衡条件，若摩擦力方向向上，则：B1ILsin30°+uB1ILcos30°=mg

若摩擦力方向向下，则：B2ILsin30°-uB2ILcos30°=mg

其中电流I=代入数据解得：B1=3T，B2=16.3T

故所求磁感应强度的范围3T≤B≤16.3T

1

题型：填空题

|

填空题

在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，放置一根与磁场方向垂直的长度为0.4m的通电直导线，导线中电流为1A，则该导线所受安培力大小为______N．

正确答案

0.2

解析

解：长度为0.4m的通电直导线，垂直放置于匀强磁场的磁感应强度为0.5T，通入电流为1A，则由公式可得安培力的大小为F=BIL=0.5×1×0.4N=0.2N

故答案为：0.2．

热门试卷

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析

正确答案

解析